Question

【題目】丙烷在燃燒時(shí)能放出大量的熱，它也是液化石油氣的主要成分，作為能源應(yīng)用于人們的日常生產(chǎn)和生活。已知:

①2C3H8(g) + 7O2 (g)= 6CO(g) + 8H2O(l) △H1=-2741.8 kJ/mol

②2CO(g)+O2(g)= 2CO2(g) △H2 =-566 kJ/mol

(1) 反應(yīng)C3H8(g) + 5O2(g)= 3CO2(g) + 4H2O (1) 的△H=_______。

(2) 現(xiàn)有l(wèi)mol C3H8 在不足量的氧氣里燃燒，生成1mol CO 和2mol CO2 以及氣態(tài)水，將所有的產(chǎn)物通入一個(gè)固定體積為1L 的密閉容器中，在一定條件下發(fā)生如下可逆反應(yīng)：CO(g)+ H2O (g) CO2(g)+H2(g) △H= +4 1.2 kJ/mol

①下列事實(shí)能說明該反應(yīng)達(dá)到平衡的是______

a.體系中的壓強(qiáng)不發(fā)生變化

b.v正(H2) = v逆(CO)

c.混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量不發(fā)生變化

d.CO2的濃度不再發(fā)生變化

②5min 后體系達(dá)到平衡，經(jīng)測(cè)定，H2 為0.8mol,則平衡常數(shù)K=_______。

③其他條件不變，向平衡體系中充入少量CO 則平衡常數(shù)_____ (填增大、減小或不變)。

(3) 依據(jù)(1)中的反應(yīng)可以設(shè)計(jì)一種新型燃料電池，一極通入空氣，另一極通入丙烷氣體；燃料電池內(nèi)部是熔融的摻雜著氧化釔(Y2O3)的氧化鋯(ZrO2)晶體，在其內(nèi)部可以傳導(dǎo)O2-。在電池內(nèi)部O2-由______極移向______ 極(填“正”或“負(fù)”)；電池的負(fù)極電極反應(yīng)式為____________。

(4) 用上述燃料電池和惰性電極電解足量Mg(NO3)2 和NaCl 的混合溶液。電解開始后陰極的現(xiàn)象為____________________________。

Answer 1

【答案】 -2219.9 kJ/mol bd 3.5 不變 正 負(fù) C3H8+10O2- -20e-=3CO2↑+4H2O 有大量無色氣泡（或氣體）產(chǎn)生，并且有白色沉淀產(chǎn)生

【解析】(1)利用蓋斯定律，根據(jù)所求的熱化學(xué)方程式，[①+②×3]/2即得C3H8(g)+5O2(g)=3CO2(g) +4H2O(1)，所以△H=[-2741.8kJ/mol+(-566kJ/mol)×3]/2= -2219.9kJ/mol；

(2)①已知化學(xué)平衡CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g)是一個(gè)反應(yīng)前后氣體體積不變的吸熱反應(yīng)，反應(yīng)過程中壓強(qiáng)始終不變，故a錯(cuò)誤；當(dāng)正逆反應(yīng)速率相等時(shí)，反應(yīng)已達(dá)平衡，故b正確；混合氣體的平均相對(duì)分子質(zhì)量由M=m/n可得，M始終不變，故c錯(cuò)誤；各組分的濃度不再變化，說明反應(yīng)已達(dá)平衡，故d正確。正確答案為bd；

②已知反應(yīng)起始時(shí)c(CO)=1mol/L，c(H2O)=4mol/L，c(CO2)=2mol/L，c(H2)=0，達(dá)到平衡時(shí)c(H2)=0.8mol/L，則c(CO2)=2.8mol/L，c(CO)=0.2mol/L，c(H2O)=3.2mol/L，因此K== =3.5；

③由于平衡常數(shù)只與溫度有關(guān)，所以在溫度不變時(shí)再充入少量CO，平衡常數(shù)是不變的；

(3)根據(jù)原電池的工作原理，電池內(nèi)部電解質(zhì)中的陰離子由正極向負(fù)極移動(dòng)，其中通空氣的一極為正極，通丙烷的一極為負(fù)極，則正極反應(yīng)式為O2+4e-=2O2-，而負(fù)極反應(yīng)式為C3H8+10O2- -20e-=3CO2↑+4H2O；

(4)用惰性電極電解足量Mg(NO3)2和NaCl的混合溶液，陰極附件溶液中的陽離子放電能力強(qiáng)的是H+，2H++2e-=H2，而陽極附近溶液中的陰離子放電能力強(qiáng)的是Cl-，2Cl—2e-=Cl2，同時(shí)在陰極附近的溶液中生成的OH-與Mg2+結(jié)合生成Mg(OH)2沉淀，所以電解開始后，陰極的現(xiàn)象是有大量無色氣泡（或氣體）和白色沉淀產(chǎn)生。